TPC/AliTPCRF1D.cxx

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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
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  16 /* $Id$ */
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  18
  19 //-----------------------------------------------------------------------------
  20 //
  21 //
  22 //
  23 //  Origin:   Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk
  24 //
  25 //  Declaration of class AliTPCRF1D
  26 //
  27 //-----------------------------------------------------------------------------
  28
  29 //
  30
  31 #include "TMath.h"
  32 #include "AliTPCRF1D.h"
  33 #include "TF2.h"
  34 #include <Riostream.h>
  35 #include "TCanvas.h"
  36 #include "TPad.h"
  37 #include "TStyle.h"
  38 #include "TH1.h"
  39
  40 extern TStyle * gStyle;
  41
  42 Int_t   AliTPCRF1D::fgNRF=100;  //default  number of interpolation points
  43 Float_t AliTPCRF1D::fgRFDSTEP=0.01; //default step in cm
  44
  45 static Double_t funGauss(Double_t *x, Double_t * par)
  46 {
  47   //Gauss function  -needde by the generic function object
  48   return TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]));
  49 }
  50
  51 static Double_t funCosh(Double_t *x, Double_t * par)
  52 {
  53   //Cosh function  -needde by the generic function object
  54   return 1/TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]));
  55 }
  56
  57 static Double_t funGati(Double_t *x, Double_t * par)
  58 {
  59   //Gati function  -needde by the generic function object
  60   Float_t k3=par[1];
  61   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
  62   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
  63   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
  64   Float_t l=x[0]/par[0];
  65   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
  66   tan2*=tan2;
  67   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
  68   return res;
  69 }
  70
  71 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  72 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  73
  74 ClassImp(AliTPCRF1D)
  75
  76
  77 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(Bool_t direct,Int_t np,Float_t step)
  78 {
  79   //default constructor for response function object
  80   fDirect=direct;
  81   if (np!=0)fNRF = np;
  82   else (fNRF=fgNRF);
  83   fcharge = new Float_t[fNRF];
  84   if (step>0) fDSTEPM1=1./step;
  85   else fDSTEPM1 = 1./fgRFDSTEP;
  86   fSigma = 0;
  87   fGRF = 0;
  88   fkNorm = 0.5;
  89   fpadWidth = 3.5;
  90   forigsigma=0.;
  91   fOffset = 0.;
  92 }
  93
  94 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf)
  95 {
  96   //
  97   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
  98   fcharge = new Float_t[fNRF];
  99   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 100   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 101 }
 102
 103 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 104 {
 105   //
 106   if (fcharge) delete fcharge;
 107   if (fGRF) delete fGRF;
 108   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 109   fcharge = new Float_t[fNRF];
 110   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 111   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 112   return (*this);
 113 }
 114
 115
 116
 117 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 118 {
 119   //
 120   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 121   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 122 }
 123
 124 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 125 {
 126   //function which return response
 127   //for the charge in distance xin
 128   //return linear aproximation of RF
 129   Float_t x = TMath::Abs((xin-fOffset)*fDSTEPM1)+fNRF/2;
 130   Int_t i1=Int_t(x);
 131   if (x<0) i1-=1;
 132   Float_t res=0;
 133   if (i1+1<fNRF)
 134     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 135   return res;
 136 }
 137
 138 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 139 {
 140   //function which returnoriginal charge distribution
 141   //this function is just normalised for fKnorm
 142   if (fGRF != 0 )
 143     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 144       else
 145     return 0.;
 146 }
 147
 148
 149 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 150                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 151 {
 152   //adjust parameters of the original charge distribution
 153   //and pad size parameters
 154    fpadWidth = padwidth;
 155    fGRF = GRF;
 156    fkNorm = kNorm;
 157    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 158    forigsigma=sigma;
 159    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 160    sprintf(fType,"User");
 161    //   Update();
 162 }
 163
 164
 165 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 166                       Float_t kNorm)
 167 {
 168   //
 169   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 170   //
 171   fpadWidth = padWidth;
 172   fkNorm = kNorm;
 173   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 174   fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5,5,1);
 175   funParam[0]=sigma;
 176   forigsigma=sigma;
 177   fGRF->SetParameters(funParam);
 178    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 179   //by default I set the step as one tenth of sigma
 180   sprintf(fType,"Gauss");
 181 }
 182
 183 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 184                      Float_t kNorm)
 185 {
 186   //
 187   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 188   //
 189   fpadWidth = padWidth;
 190   fkNorm = kNorm;
 191   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 192   fGRF = new TF1("fun", funCosh, -5.,5.,2);
 193   funParam[0]=sigma;
 194   fGRF->SetParameters(funParam);
 195   forigsigma=sigma;
 196   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 197   //by default I set the step as one tenth of sigma
 198   sprintf(fType,"Cosh");
 199 }
 200
 201 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 202                      Float_t kNorm)
 203 {
 204   //
 205   // set parameters for Gati generic charge distribution
 206   //
 207   fpadWidth = padWidth;
 208   fkNorm = kNorm;
 209   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 210   fGRF = new TF1("fun", funGati, -5.,5.,2);
 211   funParam[0]=padDistance;
 212   funParam[1]=K3;
 213   fGRF->SetParameters(funParam);
 214   forigsigma=padDistance;
 215   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 216   //by default I set the step as one tenth of sigma
 217   sprintf(fType,"Gati");
 218 }
 219
 220 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 221 {
 222   //
 223   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 224   //
 225   char s[100];
 226   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 227   c1->cd();
 228   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 229   pad1->Draw();
 230   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 231   pad2->Draw();
 232
 233   sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 234           fpadWidth);
 235   pad1->cd();
 236   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 237   pad2->cd();
 238    gStyle->SetOptFit(1);
 239    gStyle->SetOptStat(0);
 240   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 241   Float_t x=x1;
 242   Float_t y1;
 243   Float_t y2;
 244
 245   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 246     {
 247       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 248       y1 = GetRF(x);
 249       hRFc->Fill(x,y1);
 250       y2 = GetGRF(x);
 251       hRFo->Fill(x,y2);
 252     };
 253   pad1->cd();
 254   hRFo->Fit("gaus");
 255   pad2->cd();
 256   hRFc->Fit("gaus");
 257 }
 258
 259 void AliTPCRF1D::Update()
 260 {
 261   //
 262   //update fields  with interpolated values for
 263   //PRF calculation
 264
 265   //at the begining initialize to 0
 266   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 267   if ( fGRF == 0 ) return;
 268   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 269   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 270   if (fDirect==kFALSE){
 271   //integrate charge over pad for different distance of pad
 272   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 273     {      //x in cm fpadWidth in cm
 274       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 275       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 276       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 277       fcharge[i] =
 278         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 279     };
 280   }
 281   else{
 282     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 283       {      //x in cm fpadWidth in cm
 284         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 285         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 286       };
 287   }
 288   fSigma = 0;
 289   Float_t sum =0;
 290   Float_t mean=0;
 291   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 292     {      //x in cm fpadWidth in cm
 293       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 294       fSigma+=x*x*weight;
 295       mean+=x*weight;
 296       sum+=weight;
 297     };
 298   if (sum>0){
 299     mean/=sum;
 300     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 301   }
 302   else fSigma=0;
 303 }
 304
 305 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 306 {
 307    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 308    if (R__b.IsReading()) {
 309       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 310       //read functions
 311
 312       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5.,5.,4);}
 313       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funCosh,-5.,5.,4);}
 314       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("fun",funGati,-5.,5.,4);}
 315       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 316
 317    } else {
 318       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 319    }
 320 }
 321